MIESZANKI DYMOTWÓRCZE

Tworzące dym w reakcji Tworzące dym w reakcji Tworzące dym w procesie z tlenem z powietrza

p

Fosfor biały Mieszanka dymotwórcza Węglowodory stałe

S - IV (antracen, naftalen)

Podręczne materiały Bezwodnik kwasu

dymotwórcze siarkowego Oleje mineralne

Kwas chlorosulfonowy Sole amonowe

Czterochlorek tytanu Mieszanki metalochloroorganiczne

Czterochlorek krzemu

Mieszanki antracenowe

Czterochlorek cyny

Substancje dymotwórcze tworzące dym w reakcji z tlenem z powietrza

Wiele związków reaguje z tlenem z powietrza w ten sposób, że produkty ich spalania ulegają kondensacji w powietrzu i wytwarzają cząstki dymu lub mgły. Jednak

13 por.: Stosowanie środków dymnych w działaniach bojowych, Wyd. MON, W-wa 1980 r.

praktyczne zastosowanie do wytwarzania dymów znalazł tylko fosfor i podręczne materiały palne.

Fosfor w stanie wolnym występuje w kilku odmianach, z których najważniejsze są dwie: fosfor czerwony i biały. Jako substancję dymotwórczą wykorzystuje się tylko fosfor biały (odmiana ta jest silnie trująca). Fosfor biały w zetknięciu z powietrzem ulega zapłonowi tworząc przy tym duże ilości białego dymu. W procesie spalania fosfor najpierw łączy się z tlenem atmosferycznym dzięki czemu powstaje pięciotlenek fosforu, który następnie reaguje z parą wodną zawartą w powietrzu a wynikiem tej reakcji jest powstanie kwasu fosforowego. Kwas fosforowy, jako substancja silnie higroskopijna, przyłącza określoną ilość pary wodnej i wytwarza gęstą mgłę składająca się z kropelek roztworu kwasu fosforowego. Mgła kwasu fosforowego nie ma właściwości toksycznych.

Podręczne materiały dymotwórcze. Do wytwarzania zasłon dymnych można również wykorzystywać następujące środki: gałęzie sosnowe, świeże liście brzozy lub olszyny, surowe drewno brzozo we i świerkowe, wilgotną słomę, siano, różne odpady przemysłowe (rozpuszczalniki, kauczuk, gumę, opony itp.).

Palące się gałęzie sosnowe dają dużo gęstego, białego dymu, dobrze utrzymującego się nad powierzchnią ziemi. Podobne właściwości dymu można osiągnąć spalając liście brzozy lub olszyny. Surowe drewno brzozowe lub świerkowe wydziela gęsty dym w stosunkowo długim okresie czasu. Wilgotna słoma i siano wytwarzają duże ilości gęstego dymu, lecz jest to proces krótkotrwały. Każdy z wymienionych środków może być użyty osobno, jednak lepsze efekty osiąga się poprzez stosowanie jednocześnie kilku rodzajów środków np. drewno razem ze słomą.

Substancje dymotwórcze tworzące dym w reakcji z parą wodną z powietrza

Do substancji dymotwórczych tej grupy należą: mieszanka dymotwórcza S - IV, bezwodnik kwasu siarkowego, kwas chlorosulfonowy, czterochlorek tytanu, krzemu, cyny i inne. Wymienione substancje są łatwo lotnymi cieczami (czterochlorek tytanu, kwas chlorosulfonowy) lub ciałami stałymi (bezwodnik kwasu siarkowego). Wszystkie są higroskopijne, reagują burzliwie z wodą i dymią w zetknięciu z powietrzem. Proces powstawania dymu przebiega samorzutnie. Niekiedy wpływa się na niego przez wprowadzenie do powietrza innych, przyspieszających reakcję składników (np.

amoniaku), które reagują z substancją dymotwórczą bardziej skutecznie niż para wodna.

Mieszanka dymotwórcza S-IV jest roztworem bezwodnika kwasu siarkowego w kwasie chlorosulfonowym. Daje ona dym w wyniku reakcji z parą wodną zawartą w powietrzu, przy czym, w procesie wytwarzania dymu bierze głównie udział bezwodnik kwasu siarkowego. Wytworzony dym działa żrąco na tkaniny, skórę, drewno oraz powoduje korozję metali. Wdychanie dymu powoduje kaszel. Żołnierze mogą przebywać w dymie tylko w maskach przeciwgazowych.

Bezwodnik Impasu siarkowego (trójtlenek siarki) występuje w kilku odmianach.

Jest to ciało stałe, krystalizujące w postaci długich, cienkich igieł, o temperaturze topnienia około 17°C i temperaturze wrzenia około 46°C, lotne w temperaturze pokojowej. Pary trójtlenku siarki szybko i łatwo reagują z parą wodną zawartą w powietrzu, wytwarzając kwas siarkowy. Efektywność wytwarzania dymu zależy od dokładności rozdrobnienia bezwodnika kwasu siarkowego, temperatury (intensywność parowania) i wilgotności względnej powietrza.

Kwas chlorosulfonowy jest bezbarwną cieczą o ostrym zapachu, stosunkowo ruchliwą i lotną, dymiącą na powietrzu, o temperaturze krzepnięcia -80°C i temperaturze wrzenia 152,7°C. Jest bardzo aktywny chemicznie, łatwo reaguje z wodą, wytwarzając kwas solny i siarkowy. W porównaniu z bezwodnikiem kwasu siarkowego, kwas chlorosulfonowy ma stosunkowo wysoką temperaturę wrzenia i znacznie mniejszą lotność.

Chlorki metali: tytanu, krzemu i cyny należą również do środków dymotwórczych, wytwarzających dym w wyniku reakcji z parą wodną zawartą w powietrzu. Są to lotne ciecze, zdolne do reakcji z wodą i parą wodną z powietrza.

Dym chlorków metali nie drażni skóry, nie niszczy broni i umundurowania, jest nietoksyczny. Najlepsze właściwości maskujące ma czterochlorek tytanu, przewyższając nawet ciekłe mieszanki zawierające bezwodnik kwasu siarkowego. Jest on jednak stosunkowo drogi, co uniemożliwia jego masowe stosowanie.

Środki dymotwórcze tworzące dym w wyniku kondensacji i sublimacji

Grupa ta obejmuje takie substancje jak: sole amonowe, wyższe węglowodory, mieszanki metalochloroorganiczne i antracenowe. Wymienione związki chemiczne nie rozkładają się pod wpływem wysokiej temperatury. Do atmosfery wprowadza się ich pary po silnym ogrzaniu, aby następnie po ochłodzeniu w wyniku zetknięcia z zimnym powietrzem otrzymać przesycenie par i kondensację.

Sole amonowe (chlorek amonowy, siarczan amonowy, azotan amonowy) stanowią składniki mieszanek używanych do napełniania świec i granatów dymnych.

Poprzez ogrzanie soli amonowych następuje ich termiczny rozkład na dwa produkty gazowe, które następnie reagują ze sobą i tworzą z powrotem tę samą sól, lecz w postaci bardzo rozdrobnionej. Spośród soli amonowych najszersze zastosowanie znalazł chlorek amonowy. Jest to biała, krystaliczna substancja o gorzkawo - słonawym smaku. Stanowi składnik antracenowych mieszanek dymotwórczych.

Węglowodory takie, jak olej solarowy, antracen i naftalen mogą stanowić składniki mieszanek dymotwórczych. Mogą być również stosowane samodzielnie w specjalnych instalacjach i przyrządach wytwarzających dym. Węglowodory są materiałami palnymi, ale w urządzeniach do wytwarzania dymu ulegają częściowemu spalaniu, w wyniku którego znaczna ich część odparowuje i wytwarza dym (mgłę).

Antracen jest stałą, krystaliczną substancją koloru żółtego. Otrzymuje się go w procesie suchej destylacji węgla kamiennego. Jest stosowany w świecach i granatach dymnych jako składnik mieszanek dymotwórczych. Spalając się częściowo powoduje wytworzenie wysokiej temperatury, niezbędnej do odparowania innych składników mieszanki dymotwórczej. W zetknięciu z chłodnym powietrzem kondensuje, wytwarzając gęsty dym.

Naftalen jest węglowodorem o właściwościach podobnych do antracenu.

W wysokiej temperaturze łatwo sublimuje, natomiast przy dostępie powietrza pali się silnie kopcącym płomieniem, wytwarzając szary dym. Jest stosowany jako składnik mieszanek dymotwórczych używanych w granatach i świecach dymnych.

Oleje mineralne są stosowane w generatorach dymu. Dym powstaje w wyniku odparowania tych substancji w strumieniu gorących gazów i kondensacji par w powietrzu. Dym jest nieszkodliwy dla człowieka i nie wykazuje szkodliwego działania na metale, tkaniny, drewno itp.

Mieszanki metalochloroorganiczne. W ich skład wchodzą metale albo ich tlenki, zdolne do wytworzenia lotnych chlorków i chlorowcopochodnych węglowodorów.

Cząstki powstającego dymu są początkowo złożone z odpowiedniego chlorku, następnie po pochłonięciu wilgoci z powietrza z wodzianów chlorków albo roztworów wodnych tych wodzianów. Dzięki zjawisku pochłaniania wody z powietrza następuje zwiększenie stężenia dymu, co polepsza właściwości dymotwórcze. Dym mieszanek metalochloroorganicznych jest zwykle zabarwiony na kolor szary wskutek wydzielania się sadzy. Wadą tych mieszanin jest to, że dymieniu towarzyszy iskrzenie i niewielki

płomień, który demaskuje rubież zadymiania i może być przyczyną pożaru. Oprócz tego, jako produkt uboczny, w niewielkich ilościach wydziela się fosgen.

Mieszanki antracenowe składają się z substancji dymotwórczej, substancji palnej i utleniacza. Przeznaczone są do napełniania świec i granatów dymnych. Substancją dymotwórczą w mieszankach jest chlorek amonowy, substancja palną antracen a utleniaczem chloran potasowy. Mieszanki antracenowe można podzielić na podstawowe i inicjujące. Mieszanki inicjujące są wykorzystywane w świecach dymnych jako warstwa pośrednia przyspieszająca początkowe spalanie się mieszanki podstawowej. Mieszanki antracenowe są trwałe i bezpieczne w przechowywaniu.

Napełnia się nimi granaty dymny oraz świece DM, BDSz i MDSz.

Podstawowe właściwości fizyczne i chemiczne substancji dymotwórczych przedstawiono w tab. 7.

Ia n

Zagadnienia do dyskusji i samokontroli

1. Stężenia wagowe i cząstkowe

2. Sposoby otrzymywania dymów i mgieł:

• dyspersja (dyspersja mechaniczna);

• rozpylanie cieczy;

• kondensacja (kondensacja przez schładzanie pary);

• metody kombinowane,

• rozpylanie roztworów;

• wybuch.

3. Klasyfikacja substancji i mieszanek dymotwórczych (wojskowa)

Rozdział III

WŁAŚCIWOŚCI I PROCESY FIZYCZNO - CHEMICZNE ZACHODZĄCE